دانلود مقاله ژئوشیمی

یکی از اهداف اصلی اکتشاف ژئوشیمیایی دستیابی به تمرکزغیرعادی عناصری است که در ارتباط با کانی¬سازی باشند.

علت توجه به این روش این است که در سیستم هوازدگی ژئوشیمیایی سطحی بسیاری از عناصر جذب لایه¬های سطحی اکسیدهای آهن، منگنز، آلومینیوم ، سیلیسیوم و همچنین کربناتها می¬گردند.

این اکسیدها مکان هندسی حرکت کاتیونها Reaction siteمی¬باشند؛ که این امر توسط بسیاری از محققین ( Hawkes 1979 , Chao ,Roze, et al, 1979 Antropova, et al 1992) مورد تأیید قرار گرفته است.

علاوه براین در تجزیه جزئی توسط اسید نیتریک 5 درصد بخش عمده¬ای از عناصر سرب، روی و مس مربوط به کانیهای سولفیدی آنها جدا شده و کانی سازی محیط را به خوبی نشان می¬دهند(Shiva, 1998 ).

روش تجزیه جزئی به منظور مشخص نمودن کانی¬سازی احتمالی کاربرد فراوانی دارد(Hall, et al 1996) و ازاین روش اکثراً در مورد رسوبات رودخانه¬ای استفاده می¬شود.

بدلیل آنکه میزان مس اولیه و pH، روی میزان مس در آبهای جاری منطقه تأثیر می گزارد یعنی آنومالی مس در داخل آب وجود خواهد داشت، از رسوبات رودخانه¬ای در محدوده مورد مطالعه برداشتی صورت نگرفته است .

در عملیات اکتشافی ژئوشیمیایی قبلی در منطقه نمونه برداری از رسوبات رودخانه¬ای صورت گرفته بود که نتایج آن تنها آنومالیهای موجود را نشان می¬دادند.
به منظور بررسی تغییرات عیاری زونهای کانی¬سازی و ارتباط آن با آلتراسیون از رخنمونهای سنگی نمونه برداری انجام شد، که در این فصل به طور کامل به آن پرداخته می¬شود.

2 اکتشاف ژئوشیمیایی ناحیه ای
در سال 1372 کارشناسان چینی شرکت جیانگ چنگjang cheng با همکاری سازمان زمین شناسی کشور در طی عملیات اکتشاف ژئوشیمیایی ناحیه¬ای، نمونه گیری هایی را از آبراهه¬های منتهی به معدن تکنار صورت داده¬اند که تعداد 35 نمونه فقط از محدوده تکنار اخذ گردیده است.

این پروژه اکتشاف منجر به شناسایی آنومالیهای مس، سرب، روی، طلا، نقره، آرسنیک، آنتیموان، تنگستن و ...

گردیده است.
نقشه¬های ژئوشیمیایی عناصر مختلف با مقیاس 1:100000 برای عناصر فوق تهیه شده است.

در تهیه این نقشه¬ها از روش کانتور¬زنی استفاده شده است.

بدلیل آنکه اطلاعات تجزیه مربوط به برداشت از یک نقطه (که در واقع آنومالی بالادست رودخانه را نشان می¬دهد) بوده است، ولی در نقشه به صورت یک منحنی نمایش داده می¬شود؛ لذا منبع آنومالی به درستی قابل ردیابی نیست.

با این وجود این نقشه¬ها مبنای خوبی برای اکتشافات محلی هستند و تصویری از آنومالی های موجود در منطقه می-دهند.

3 بررسی نتایج اکتشاف ژئوشیمیایی ناحیه¬ای
نتایج حاصل از عملیات فوق به صورت نقشه در شکلهای (9-1) و (9-2) و (9-3) آورده شده¬اند.همانگونه که در شکل(9-2) و (9-3) دیده می¬شود عناصر سرب، جیوه، طلا، نقره و بیسموت با عناصر روی، آنتیموان، مولیبدن، مس، آرسنیک و قلع همپوشانی نشان می¬دهند.
از طرف دیگر عناصر Cr, Ni, Li, Sr, Ba, B, W نیز باهم همپوشانی نشان می¬دهند که پراکندگی آنها کاملاً متفاوت با گروه اول است.
علت تفاوت به این خاطر است که گروه اول جزء زون ساختاری – متالوژنی تایباد – تربت حیدریه – کاشمر هستند و در واقع آنومالیهای موجود در منطقه مورد مطالعه را نشان می¬دهند، در حالیکه گروه دوم مربوط به زون ساختاری – متالوژنی سبزوار – عریتین( سبزوار – فریمان – عریان) است، و آنومالیهای مجموعه افیولیتی را مشخص می¬کند.
علت تفاوت به این خاطر است که گروه اول جزء زون ساختاری – متالوژنی تایباد – تربت حیدریه – کاشمر هستند و در واقع آنومالیهای موجود در منطقه مورد مطالعه را نشان میدهند، در حالیکه گروه دوم مربوط به زون ساختاری – متالوژنی سبزوار – عریتین( سبزوار – فریمان – عریان) است، و آنومالیهای مجموعه افیولیتی را مشخص میکند.

الف) ب) شکل 1) الف) موقعیت تکنار ب) آنومالی Cr در بالای منطقه معدنی تکنار- مقیاس: 2.5 Km Au) ) (Hg) (Ag) (Bi) شکل 9-2) آنومالیهای Au, Ag, Bi, Hg درمنطقه معدنی تکنار- مقیاس : 2.5 Km (Cu) (Zn) (As) (Pb) شکل 9-3) آنومالیهای Cu, Zn, Pb, As درمنطقه معدنی تکنار- مقیاس: 2.5 Km 9- 4 اکتشاف ژئوشیمیایی محلی 9-4- 1 نمونه برداری برای مطالعات ژئوشیمیایی تعداد 60 نمونه از داخل تونلها به روش برداشت از شیار بطور پیوسته برداشت شد.

تعداد سه نمونه سطحی از زونهای برشی حاوی کانی سازی ( یک نمونه از تک III و دو نمونه تک IV) و سایر نمونه ها از دو تونل شمالی و جنوبی برداشت گردید.

نمونه برداری به روش Channel Chip Sampling انجام گردید.

نمونه‌برداری از یک امتداد خطی در یک طول یک الی دو متر به روش مجموعه خرده سنگ برداشت شد.

برای نمونهبرداری سعی شد حداقل 40 قطعه نمونه به وزن تقریبی هر کدام حدود 50 گرم برداشت شود.

وزن هر نمونه در کل 3 الی 4 کیلوگرم میباشد.

جهت کسب اطلاعات در خصوص ژئوشیمی زمینه از مناطقی که کانی‌سازی نداشتند، نمونه برداری انجام شد.

9-4- 2 روش نمونه برداری در مرحله اول برای طراحی سیستم نمونه برداری اقدام به تهیه پلان و نقشه تونلها، با استفاده از متر و کمپاس، با مقیاس 1:100 گردید.

نقشهها حاوی اطلاعات زمین شناسی، کانی سازی، ساختمانی بوده که در نهایت اطلاعات تجزیه شیمیایی نیز به آنها اضافه شده است.

برای نمونه برداری، به موازات محور تونلها متر کشی انجام شد.

در تونل شمالی هر 10 متر و در تونل جنوبی به علت عریض تر بودن تونل هر 5 متر به عنوان ایستگاه نمونه برداری مشخص گردید.

سپس با توجه به تراکم کانی سازی تصحیحاتی صورت گرفت تا ایستگاههای مورد نظر در محلهایی باشند که کانه زایی بیشتری با چشم قابل مشاهده بود.

سپس بوسیله اسپری محل نمونه برداری در روی دیواره علامت زده شده و شماره گذاری گردید.

محل ایستگاههای نمونه برداری بطور دقیق در نقشهها علامت گذاری شده است.

بعد از تمیز نمودن و چکش کاری محل نمونه برداری در سقف و دیواره ها با استفاده از قلم و تیشه کانال نمونه برداری کنده کاری گردید.

برداشت نمونه از داخل تونلها به روش Channel chip sampling (نمونه برداری از شیار بطورپیوسته) صورت گرفت.

کلیه قطعات جمع آوری شده در کیسه نمونه ریخته شده ، شماره گذاری گردیده و در فرم مخصوصی مشخصات آن نوشته شد.

نمونه گیری از مغزهها به روش نصفه مغزه صورت گرفته است.

مغزهها پس از مطالعه نصف شده ونصف مغزه برای تجزیه برداشت شده است.

هر دو مترمغزه به عنوان یک نمونه برداشت گردیده است.

نمونهها در آزمایشگاه معدن مس سرچشمه تجزیه شدند.

در این عملیات تمام طول مغزههای حفاری مورد تجزیه قرار گرفته است که بهتر بود تنها قسمتهایی که کانه سازی حداقل با چشم دیده میشود، انتخاب میگردید.

جدول (9-1) طول نمونه برداری هر یک از ایستگاهها که شامل سقف و دو دیواره میباشد را نشان میدهد.

شکلهای (9-4) و (9-5) محلهای نمونه برداری در دو تونل را نشان میدهند جدول 1) طول نمونه برداری هر یک از ایستگاهها شکل 9-4) محل های نمونه برداری در تونل شمالی.

شکل 9- 5) محل های نمونه برداری درتونل جنوبی.

9- 5 خردایش و نرمایش نمونهها خردایش و نرمایش نمونهها در سازمان زمین شناسی مرکز مشهد انجام شد.

در مرحله اول نمونهها توسط دستگاه سنگ شکن مخروطی (Jaw crusher) خرد شده تا به سایز حدود 5-3 میلیمتر تا یک سانتی متر رسیدند( Pea-size).

سپس هر نمونه کاملاً مخلوط شده و با استفاده از مقسم (rifele splitter)250 گرم آن انتخاب گردید ؛ سپس در آسیاب (pulverizer ) به پودر حدود 200 مش(74 میکرون) تبدیل شد.

9- 6 تجزیه به روش جذب اتمی روش اسپکتروفتومتری جذب اتمی بر مقدار جذب انرژی نورانی به وسیله اتمها استوار است.

برای اینکه جذب انرژی نورانی انجام گیرد، ‌نمونه باید به حالت محلول درآید.

محلولی که دارای عنصر و یا عناصر خاصی است بوسیله شعلهای (که معمولا ازهوا و استیلن تغذیه می شود) در دمای بالا (حدود 2000 درجه سانتی گراد) پراکنده و بخار میگردد.

بخاری که شامل عنصر مورد نظر است به وسیله یک چشمه نورانی، که معمولاً یک لامپ هالوکاتد از عنصر مورد اندازه گیری است، مورد تابش قرار می گیرد.

اتمهای موجود در بخار حاصل که در حالت پایه هستند به ازای فرکانسهای معین، انرژی نورانی نظیر را از شعاع تابش شده از لامپ جذب می کنند و در نتیجه شدت شعاع تابش پس از عبور از شعله کاهش مییابد.

میزان کاهش شدت شعاع تابش متناسب با غلظت عنصر مورد نظر در بخار است.

در روش AAS حد قابل ثبت غالباً کمتر از 10 گرم در تن و برای بعضی عناصر در حد گرم در هزار تن (ppb ) میباشد، ‌البته با افزایش غلظت عنصر، صحت آن کم میشود.

برای انجام آزمایش میزان کمی از نمونه پودر شده (2تا 3 گرم) را بطور دقیق وزن شده و سپس به مدت چند ساعت درمحلول تیز آب ( محلول اسید نیتریک و اسید کلریدریک با نسبت 1 به 3) حل گردید.

محلول حاصل قبل از تجزیه از کاغذ صافی با شماره 40 عبور داده شده و به حجم مورد نظر رسانیده شدند.

در جدول(9- 2) استانداردهای مورد استفاده آورده شده است.

جدول 9- 2) استانداردهای مورد استفاده برای انجام این روش تعداد 40 نمونه درآزمایشگاه تجزیه مواد (دانشکده علوم، بخش شیمی معدنی) دانشگاه فردوسی مشهد توسط دستگاه جذب اتمی مدل AA-670 Shimadzu مورد تجزیه قرار گرفتند.

این نمونهها برای عناصر Cu, Zn, Pb, Ag, Au, Bi تجزیه شدند.

نتایج حاصل ازتونل شمالی در جدول(9-3) وتونل جنوبی در جدول(9-4) گزارش شده است.

همچنین تعداد 15 نمونه از داخل تونلهای شمالی و جنوبی تک III و یک نمونه سطحی از تک III و دو نمونه سطحی از تک IV در آزمایشگاه معدن مس سرچشمه تجزیه شدند.

نمونهها برای عناصرCu, Zn, Pb, Ag, Au, Bi, Mo, As, Se, Sb تجزیه شدند.

نتایج تعدادی از این نمونهها در جدول(9-5) گزارش شده است.

جدول 9-3) نتایج تجزیه تونل شمالی در دانشگاه فردوسی مشهد جدول 9-4) نتایج تجزیه تونل جنوبی در دانشگاه فردوسی مشهد - 7 بررسی و تفسیرنتایج 9-7-1 مس در منطقه اکسیداسیون شیب و میزان تخلخل روی میزان مس تأثیر می گزارد.

نتایج بدست آمده تغییرات مس را در زون اکسیدان را در فاصلهای که با سطح زمین در بالا دارد، نشان میدهد.

تونل شمالی: در تونل شمالی میزان مس بطور کلی از 02/0 تا حدود 73/1 درصد تغییر میکند.

شکل (9-6) روند تغییرات مس را در تونل شمالی نشان میدهد.

در تمام نمودارهای مربوط به تونلها در این فصل، از سمت چپ به راست به ترتیب نتایج نمونههای ابتدا تا انتهای تونلها قرار داده شده است.

درنمونه TK-3-N-02 که در فاصله ده مترى از دهانه تونل شمالی برداشت شده، میزان مس در حد 4/0 درصد است.

در نمونه TK-3-N-03افزایشى تا حد 1/1 درصد و سپس کاهشی در حد 3/0 درصد در نمونه TK-3-N-04 ملاحظه میشود.

این روند افزایش و کاهش در نمونههای بعدی وجود دارد ولی میزان مس از 73/1 درصد متجاوز نمیشود.

از نمونه TK-3-N-7M تا نمونه TK-3-N-09 یک روند کاهشی وجود دارد و ﭘس از آن میزان مس بسیار کاهش یافته و تا 02/0 درصد میرسد.

میانگین مس در تونل شمالی 9⁄ 0٪ اندازه گیرى شده است.

بررسی مقاطع میکروسکوپی، حاکی از افزایش کالکوپیریت، افزایش پیریتها هم از نظر اندازه و هم تراکم (حدود 10 تا 12 درصد در زمینه) و افزایش عرض رگچهها در محلهایى که افزایش مس وجود دارد، میباشد.

همچنین تبلور مجدد کوارتزها فراوان دیده میشود.

به طور کلی در قسمتهایی که میزان مس نزدیک به 2 درصد و بالاتر است کالکوپیریت در رگچهها فراوان است.

شکل 9- 6) تغییرات عنصر مس در تونل شمالی.

تونل جنوبی : تغییرات عنصر مس در تونل جنوبی بین 3/0 تا 4/3 درصد متغیر است.

میزان مس در دهانه تونل بسیار کم در حد 3/0 درصد است ولی نمونه دوم که در فاصله 5 متری از ان برداشت شده است مقدار مس به 2 درصد میرسد که علت آن مربوط به این است که نمونه دوم از واحد کوارتزسرسیت شیستی برداشت شده ولی نمونه اول از واحد ساب ولکانیک مونزونیتی برداشت شده است که دارای کانه کمتری میباشد.

بیشترین میزان مس مربوط به نمونه TK-3-S-06 است که 4/3 درصد است.

میزان مس از نمونه TK-3-S-08 تا انتهای تونل کاهش چشم گیری نشان میدهد که با نتایج مطالعه مقاطع میکروسکوپی یکسان است.

نمونه Tk-3-S-06 بیشتر حاوی کالکوپیریت است .

از نمونه TK-3-S-06 تا TK-3-S-17 یک روند کاهشی- افزایشی متناوبی دیده میشود.

در این سری از نمونهها میزان مس بین 1 تا 3 درصد تغییر میکند ولی کمتر از یک درصد نمیشود.

سپس در نمونههای,TK-3-S-18 TK-3-S-19 و TK-3-S-20 مقدار مس به زیر یک درصد میرسد.

در یک نگاه کلی نمونههای تونل جنوبی درصد بالاتری از مس دارند، که به علت حضور میزان بیشتری از کالکوپیریت در رگهها و رگچههای این تونل است.

به علاوه در تونل جنوبی میزان مگنتیت نیز نسبت به تونل شمالی افزایش یافته است.

شکل 9- 7) تغییرات عنصر مس در تونل جنوبی 9-7-2 بیسموت تونل شمالی: میزان بیسموت در تونل شمالی بین 50 تا ppm 270 متغیر میباشد.

میزان متوسط آن ppm100 است.

تغییرات اصلی در ابتدای تونل مشاهده میشود(شکل 9-8).

نمونه TK-3-N-02 بیشترین میزان بیسموت را در تونل شمالی دارد.

در نمونه TK-3-N-4E که در فاصله 6 متری از نمونه TK-3-N-03 برداشت شده کاهش شدیدی